Drone giám sát đào đắp mỏ: Đo lường chính xác

Drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ đang trở thành giải pháp đột phá giúp các doanh nghiệp khai thác đo lường chính xác, nhanh chóng và an toàn hơn bao giờ hết. Thay vì mất nhiều ngày với các phương pháp khảo sát truyền thống – vốn tốn kém và tiềm ẩn rủi ro cho nhân sự – công nghệ drone cho phép thu thập dữ liệu 3D chi tiết chỉ trong vài giờ, từ đó tính toán thể tích đào đắp, giám sát tiến độ và quản lý tài nguyên hiệu quả.

Bài viết từ AGS Tech sẽ giúp bạn hiểu rõ lợi ích, quy trình triển khai và ứng dụng thực tế của drone trong khai thác mỏ, mở ra hướng đi mới để nâng cao năng suất và giảm chi phí vận hành cho doanh nghiệp.

1. Lợi ích vượt trội của drone trong giám sát khối lượng đào đắp mỏ

Drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ không chỉ là một công cụ, mà là một giải pháp toàn diện mang lại những giá trị to lớn cho ngành khai thác.

1.1. Tăng độ chính xác và tin cậy của dữ liệu

Tăng độ chính xác và tin cậy của dữ liệu

Một trong những ưu điểm nổi bật của giải pháp drone cho mỏ là khả năng cung cấp dữ liệu với độ chính xác và tin cậy vượt trội.

• Độ chính xác cao: Các drone công nghiệp hiện đại, đặc biệt là những mẫu tích hợp công nghệ RTK (Real-Time Kinematic) hoặc PPK (Post-Processed Kinematic), có thể đạt độ chính xác vị trí tuyệt đối lên đến ±5cm. Điều này đảm bảo rằng mọi phép đo đều đáng tin cậy. Theo khảo sát của Propeller Aero trên 1.200 dự án mỏ vào năm 2023, độ chính xác thể tích của drone đo đạc địa hình mỏ đạt tới 95%, một con số ấn tượng so với phương pháp thủ công.
• Dữ liệu toàn diện: Máy bay không người lái trong khai thác mỏ có khả năng thu thập hàng triệu điểm dữ liệu (point cloud) chỉ trong một chuyến bay. Từ đó, chúng ta có thể tạo ra các mô hình 3D chi tiết của toàn bộ khu vực mỏ, bao gồm cả những vị trí khó tiếp cận hoặc nguy hiểm mà con người không thể đến.
• Giảm thiểu sai số: Việc sử dụng drone giám sát khối lượng giúp loại bỏ đáng kể các sai số phát sinh do yếu tố con người, điều kiện địa hình phức tạp hay các lỗi trong quá trình đo đạc thủ công. Dữ liệu số hóa chính xác là nền tảng cho mọi quyết định quản lý.

1.2. Tiết kiệm thời gian và chi phí vận hành

Tiết kiệm thời gian và chi phí vận hành

Ứng dụng drone trong ngành khai thác không chỉ cải thiện chất lượng dữ liệu mà còn tối ưu hóa nguồn lực.

• Giảm 70% thời gian khảo sát: Theo dữ liệu từ DJI Enterprise, một khu vực mỏ rộng 100 hecta có thể được khảo sát bằng drone mỏ chỉ trong 1-2 giờ, trong khi phương pháp truyền thống phải mất 1-2 ngày. Điều này giúp đẩy nhanh tiến độ công việc và giảm thời gian chờ đợi.
• Tiết kiệm 50-70% chi phí: Việc giảm thiểu thời gian khảo sát đồng nghĩa với việc giảm chi phí nhân công, thiết bị và các chi phí phát sinh khác. Giải pháp đo lường mỏ bằng drone giúp tối ưu hóa ngân sách hoạt động, mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt.
• Tăng tần suất giám sát: Với khả năng bay nhanh chóng và hiệu quả, drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ cho phép thực hiện khảo sát thường xuyên hơn (hàng tuần hoặc hàng tháng). Điều này giúp theo dõi biến động khối lượng đào đắp liên tục, cung cấp thông tin kịp thời để đưa ra các quyết định sản xuất và quản lý kho bãi chính xác.

1.3. Nâng cao an toàn lao động và giảm thiểu rủi ro

Nâng cao an toàn lao động và giảm thiểu rủi ro

An toàn luôn là ưu tiên hàng đầu trong ngành khai thác mỏ. Công nghệ drone mỏ đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ nhân sự.

• Loại bỏ rủi ro: Drone khảo sát mỏ giúp loại bỏ hoàn toàn nhu cầu đưa nhân viên vào các khu vực nguy hiểm như vách đá dựng đứng, sườn dốc không ổn định, khu vực có nguy cơ sạt lở hoặc những nơi vừa diễn ra hoạt động nổ mìn.
• Giám sát từ xa: Toàn bộ quá trình vận hành drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ được thực hiện từ khoảng cách an toàn, giảm thiểu tối đa tai nạn lao động liên quan đến khảo sát thực địa.
• Tuân thủ quy định: Việc giảm thiểu rủi ro và tăng cường an toàn lao động còn giúp doanh nghiệp dễ dàng tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về an toàn và môi trường trong khai thác mỏ.

Xem thêm: Ứng Dụng Của Drone Trong Quản Lý An Ninh, An Toàn Cộng Đồng

2. Công nghệ và nguyên lý hoạt động của drone trong đo lường khối lượng

Để hiểu rõ hơn về cách drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ hoạt động, chúng ta cần tìm hiểu về các loại thiết bị và quy trình công nghệ.

2.1. Các loại drone và cảm biến chuyên dụng

Các loại drone và cảm biến chuyên dụng

AGS Tech cung cấp đa dạng các loại drone công nghiệp phù hợp với từng nhu cầu cụ thể của khách hàng.

• Drone cánh cố định (Fixed-wing): Loại drone cánh cố định này lý tưởng cho việc khảo sát các diện tích lớn (trên 50 hecta) nhờ thời gian bay dài và khả năng bao phủ rộng. Các ví dụ điển hình bao gồm WingtraOne và senseFly eBee X.
• Drone đa cánh quạt (Multi-rotor): Các drone đa cánh quạt như DJI Matrice 300 RTK, DJI Phantom 4 RTK, DJI Matrice 400, DJI Matrice 350 RTK rất linh hoạt, dễ điều khiển và phù hợp cho các khu vực có diện tích vừa và nhỏ hoặc địa hình phức tạp, đòi hỏi khả năng bay lượn chính xác.
• Cảm biến quang học (RGB Camera): Đây là loại cảm biến phổ biến, thu thập hình ảnh độ phân giải cao. Những hình ảnh này sau đó được sử dụng để tạo mô hình 3D chi tiết của khu vực mỏ thông qua phương pháp quang trắc (photogrammetry).
• Cảm biến LiDAR: Cảm biến LiDAR mỏ sử dụng tia laser để tạo bản đồ địa hình cực kỳ chính xác. Ưu điểm vượt trội của LiDAR là khả năng xuyên qua tán lá cây hoặc hoạt động hiệu quả trong điều kiện ánh sáng yếu, cung cấp dữ liệu địa hình mặt đất chân thực.

2.2. Quy trình thu thập và xử lý dữ liệu

Quy trình thu thập và xử lý dữ liệu

Quy trình đo lường khối lượng mỏ bằng drone tại AGS Tech được thực hiện theo các bước chuyên nghiệp để đảm bảo kết quả tối ưu.

• Lập kế hoạch bay: Bước đầu tiên là xác định rõ khu vực khảo sát, sau đó thiết lập đường bay tự động, độ cao bay và độ chồng phủ ảnh bằng các phần mềm chuyên dụng như DJI Pilot 2 hoặc UgCS.
• Thu thập dữ liệu: Drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ sẽ tự động bay theo lộ trình đã định, chụp hàng trăm đến hàng nghìn bức ảnh hoặc thực hiện quét LiDAR để thu thập dữ liệu thô.
• Xử lý dữ liệu quang trắc:
  • Ghép ảnh (Stitching): Các bức ảnh riêng lẻ được ghép lại với nhau để tạo thành một bản đồ trực giao (orthomosaic) có độ phân giải cao của toàn bộ khu vực.
  • Tạo đám mây điểm (Point Cloud): Từ các điểm ảnh trùng lặp trong bản đồ, phần mềm sẽ tạo ra một đám mây điểm 3D chi tiết, tái hiện lại hình dạng địa hình.
  • Mô hình địa hình số (DTM/DSM): Dựa trên đám mây điểm, chúng ta xây dựng mô hình bề mặt số (DSM) bao gồm cả vật thể trên mặt đất và mô hình địa hình số (DTM) sau khi đã lọc bỏ các vật thể đó.
• Tính toán khối lượng: Bằng cách so sánh DTM/DSM của các thời điểm khảo sát khác nhau hoặc so sánh với mô hình thiết kế ban đầu, phần mềm sẽ tính toán khối lượng đào đắp chính xác một cách tự động và nhanh chóng.

Xem thêm: Những Ứng Dụng Thực Tế Của Drone Trong Quản Lý Năng Lượng

3. Quy trình triển khai drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ hiệu quả

Để ứng dụng drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ một cách hiệu quả nhất, AGS Tech khuyến nghị một quy trình triển khai bài bản.

3.1. Lựa chọn thiết bị và phần mềm phù hợp

Lựa chọn thiết bị và phần mềm phù hợp

Việc lựa chọn đúng thiết bị và phần mềm là yếu tố then chốt quyết định chất lượng và hiệu quả của toàn bộ hệ thống giám sát mỏ bằng drone.

• Drone: Chúng tôi luôn tư vấn khách hàng lựa chọn các dòng drone có tích hợp công nghệ RTK/PPK để đảm bảo độ chính xác cao nhất cho dữ liệu. Ví dụ, DJI Matrice 350 RTK là một lựa chọn tuyệt vời với khả năng bay ổn định, cảm biến chất lượng cao và tích hợp RTK, mang lại độ chính xác vượt trội. Chi phí đầu tư cho một hệ thống drone chuyên nghiệp như DJI Matrice 350 RTK thường dao động khoảng 250-300 triệu VND, tùy thuộc vào cấu hình và phụ kiện đi kèm. Đây là khoản đầu tư xứng đáng cho hiệu quả lâu dài.
• Phần mềm lập kế hoạch bay: Để tối ưu hóa quá trình thu thập dữ liệu, các phần mềm lập kế hoạch bay chuyên dụng như DJI Pilot 2 (đi kèm với drone DJI), UgCS hoặc Pix4Dcapture là không thể thiếu. Chúng cho phép người vận hành thiết lập đường bay tự động, xác định độ cao, tốc độ và độ chồng phủ ảnh một cách chính xác, đảm bảo thu thập dữ liệu đầy đủ và chất lượng cao.
• Phần mềm xử lý dữ liệu: Sau khi thu thập, dữ liệu thô cần được xử lý bằng các phần mềm chuyên nghiệp để tạo ra các mô hình 3D và tính toán khối lượng. AGS Tech thường sử dụng và khuyến nghị các phần mềm hàng đầu như Pix4Dmapper, Agisoft Metashape, Propeller Aero hoặc DroneDeploy. Các phần mềm này cung cấp các công cụ mạnh mẽ để ghép ảnh, tạo đám mây điểm, mô hình địa hình và tính toán khối lượng. Chi phí bản quyền cho các phần mềm này có thể dao động từ 50-200 triệu VND/năm tùy thuộc vào gói dịch vụ và tính năng, nhưng chúng là khoản đầu tư cần thiết để khai thác tối đa giá trị từ dữ liệu drone.
• Máy tính cấu hình mạnh: Việc xử lý dữ liệu từ drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ đòi hỏi tài nguyên máy tính lớn. Để đảm bảo quá trình xử lý diễn ra nhanh chóng và mượt mà, cần có một máy tính với cấu hình mạnh, tối thiểu RAM 32GB, và đặc biệt là một card đồ họa rời mạnh mẽ (ví dụ: NVIDIA GeForce RTX series) để xử lý các tác vụ đồ họa và tính toán phức tạp liên quan đến mô hình 3D.

3.2. Các bước thực hiện khảo sát và tính toán

Các bước thực hiện khảo sát và tính toán

Quy trình khảo sát mỏ bằng drone và tính toán khối lượng tại AGS Tech được chuẩn hóa để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả.

• Bước 1: Chuẩn bị mặt đất: Để đạt được độ chính xác tối ưu, chúng tôi khuyến nghị đặt các điểm kiểm soát mặt đất (GCPs) tại khu vực khảo sát. Tuy nhiên, với các dòng drone RTK/PPK hiện đại, việc sử dụng GCPs có thể được giảm thiểu hoặc thậm chí không cần thiết, vì công nghệ RTK/PPK đã cung cấp độ chính xác tương đương mà không cần nhiều điểm tham chiếu trên mặt đất.
• Bước 2: Lập kế hoạch bay: Sử dụng phần mềm chuyên dụng, kỹ sư của AGS Tech sẽ xác định chi tiết khu vực cần khảo sát, thiết lập độ cao bay (thường từ 50-120m tùy thuộc vào độ phân giải mong muốn và quy định bay), và cài đặt độ chồng phủ ảnh (thường là 70-80% theo cả chiều dọc và chiều ngang) để đảm bảo thu thập đủ dữ liệu cho việc tái tạo mô hình 3D.
• Bước 3: Thực hiện chuyến bay: Sau khi kế hoạch được phê duyệt, drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ sẽ tự động cất cánh và bay theo lộ trình đã lập trình sẵn, thu thập hàng nghìn hình ảnh hoặc dữ liệu LiDAR một cách có hệ thống. Người vận hành chỉ cần giám sát quá trình bay để đảm bảo an toàn và không có sự cố.
• Bước 4: Xử lý dữ liệu: Dữ liệu ảnh/LiDAR thô sau khi thu thập sẽ được tải lên máy tính và xử lý bằng các phần mềm chuyên dụng đã nêu trên. Quá trình này bao gồm ghép ảnh, tạo đám mây điểm 3D và xây dựng các mô hình địa hình số (DTM/DSM) chi tiết của khu vực mỏ.
• Bước 5: Tính toán khối lượng: Cuối cùng, sử dụng các công cụ tích hợp trong phần mềm xử lý, chúng tôi sẽ thực hiện tính toán khối lượng đào đắp chính xác. Điều này được thực hiện bằng cách so sánh các mô hình 3D được tạo ra từ các chuyến bay ở các thời điểm khác nhau hoặc so sánh với mô hình thiết kế ban đầu của mỏ. Kết quả là các báo cáo về khối lượng vật liệu đã đào, đắp, hoặc tồn kho một cách nhanh chóng và đáng tin cậy.

4. Những lưu ý quan trọng và thách thức khi ứng dụng drone trong mỏ

Mặc dù drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai cũng đi kèm với những lưu ý và thách thức cần được giải quyết.

4.1. Đào tạo nhân sự và cấp phép bay

Đào tạo nhân sự và cấp phép bay

Để đảm bảo hiệu quả và tuân thủ pháp luật, việc chuẩn bị về nhân sự và pháp lý là cực kỳ quan trọng.

• Đào tạo chuyên sâu: Việc vận hành drone công nghiệp trong môi trường mỏ không chỉ đơn thuần là điều khiển thiết bị. Cần có đội ngũ nhân sự được đào tạo bài bản và chuyên sâu về vận hành drone an toàn, lập kế hoạch bay tối ưu, xử lý dữ liệu quang trắc hoặc LiDAR phức tạp, và đặc biệt là khả năng phân tích kết quả để đưa ra các báo cáo có giá trị. AGS Tech cung cấp các khóa đào tạo chuyên biệt để đảm bảo đội ngũ của bạn có đủ năng lực.
• Giấy phép bay: Tại Việt Nam, việc vận hành máy bay không người lái cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về cấp phép bay. Các doanh nghiệp cần làm việc với Cục Tác chiến (Bộ Quốc phòng) và Cục Hàng không Việt Nam để xin cấp phép bay theo Nghị định 36/2008/NĐ-CP và các sửa đổi liên quan. Việc không tuân thủ có thể dẫn đến các vấn đề pháp lý nghiêm trọng. AGS Tech có thể hỗ trợ tư vấn về quy trình này.

4.2. Thách thức về môi trường và công nghệ

Thách thức về môi trường và công nghệ

Môi trường khai thác mỏ khắc nghiệt đặt ra nhiều thách thức cho công nghệ drone mỏ.

• Điều kiện thời tiết: Gió mạnh, mưa lớn, sương mù dày đặc hoặc nhiệt độ quá cao/thấp đều có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng dữ liệu thu thập và thậm chí là an toàn của chuyến bay. Việc lập kế hoạch bay cần tính toán kỹ lưỡng yếu tố thời tiết.
• Môi trường bụi bẩn: Bụi mỏ là một yếu tố không thể tránh khỏi, có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị và ảnh hưởng đến hoạt động của các cảm biến quang học hoặc LiDAR. Do đó, việc bảo trì định kỳ, vệ sinh thiết bị thường xuyên là cực kỳ quan trọng để duy trì hiệu suất và độ bền của drone khai thác mỏ.
• Dung lượng dữ liệu lớn: Một chuyến bay của drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ có thể tạo ra hàng trăm gigabyte dữ liệu. Điều này đòi hỏi hệ thống lưu trữ dung lượng lớn và khả năng xử lý mạnh mẽ để đảm bảo dữ liệu được quản lý và phân tích hiệu quả.
• Tích hợp hệ thống: Để tối đa hóa giá trị, dữ liệu từ drone cần được tích hợp liền mạch với các hệ thống quản lý mỏ (Mine Management System - MMS) hiện có của doanh nghiệp. Việc này đòi hỏi sự phối hợp giữa các bộ phận công nghệ thông tin và chuyên gia drone để đảm bảo luồng dữ liệu thông suốt và khả năng phân tích tổng thể.

5. Các trường hợp ứng dụng thực tế và tiềm năng phát triển

Drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ đã và đang chứng minh hiệu quả trong thực tế và hứa hẹn nhiều tiềm năng phát triển trong tương lai.

5.1. Ứng dụng thực tế tại các mỏ

Ứng dụng thực tế tại các mỏ

AGS Tech đã chứng kiến nhiều khách hàng của mình đạt được thành công đáng kể khi triển khai giải pháp drone cho mỏ.

• Mỏ than Quảng Ninh: Nhiều công ty khai thác than hàng đầu tại Quảng Ninh đã ứng dụng drone mỏ than để giám sát khối lượng than khai thác, khối lượng đất đá bóc tách. Điều này giúp họ tối ưu hóa kế hoạch sản xuất, quản lý tồn kho chính xác hơn và đưa ra quyết định kịp thời về logistics.
• Mỏ đá vôi Hà Nam: Tại các mỏ đá vôi ở Hà Nam, drone mỏ đá được sử dụng để đo lường khối lượng vật liệu sau các hoạt động nổ mìn, đánh giá hiệu quả của từng đợt khai thác và đảm bảo an toàn khu vực bằng cách kiểm tra các vách đá sau nổ.
• Mỏ quặng kim loại: Trong các mỏ quặng kim loại, drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ giúp theo dõi sự thay đổi địa hình, tính toán khối lượng quặng đã khai thác và khối lượng đất đá thải, hỗ trợ việc lập kế hoạch và quản lý tài nguyên hiệu quả.

5.2. Tiềm năng phát triển trong tương lai

Tiềm năng phát triển trong tương lai

Tương lai của công nghệ drone mỏ hứa hẹn nhiều đột phá, mang lại những giải pháp thông minh hơn nữa.

• Tích hợp AI và Machine Learning: Các thuật toán Trí tuệ nhân tạo (AI) và Học máy (Machine Learning) sẽ được tích hợp sâu hơn vào quy trình xử lý dữ liệu drone. Điều này sẽ cho phép tự động hóa phân tích dữ liệu, phát hiện bất thường, và thậm chí dự đoán biến động khối lượng hoặc các vấn đề tiềm ẩn, nâng cao khả năng quản lý dự đoán.
• Drone tự hành hoàn toàn: Thế hệ drone tự hành tiếp theo sẽ có khả năng bay, thu thập dữ liệu và tự động quay về trạm sạc mà không cần sự can thiệp liên tục của con người. Điều này sẽ giảm thiểu chi phí vận hành và tăng cường hiệu quả.
• Giám sát đa nhiệm: Ngoài việc đo lường khối lượng mỏ bằng drone, các thiết bị này còn có thể được trang bị thêm nhiều loại cảm biến khác để giám sát môi trường (chất lượng không khí, nước), an ninh khu vực, nhiệt độ, phát hiện khí độc, v.v. Điều này sẽ tạo ra một hệ thống quản lý mỏ thông minh và toàn diện, cung cấp cái nhìn tổng quan về mọi khía cạnh hoạt động.

Qua những phân tích trên, có thể thấy drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ không chỉ là một xu hướng mà đã trở thành một công cụ không thể thiếu trong ngành khai thác mỏ hiện đại. Với khả năng mang lại hiệu quả vượt trội về độ chính xác, tiết kiệm chi phí và nâng cao an toàn lao động, giải pháp drone cho mỏ đang mở ra một kỷ nguyên mới cho việc quản lý và vận hành mỏ.

Việc đầu tư vào công nghệ drone mỏ không chỉ giúp tối ưu hóa hoạt động khai thác mà còn nâng cao đáng kể năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp bạn trên thị trường. AGS Tech tin rằng, việc chủ động nghiên cứu và triển khai drone giám sát khối lượng đào đắp mỏ ngay hôm nay sẽ là bước đi chiến lược để đưa hoạt động mỏ của bạn lên một tầm cao mới, hướng tới sự bền vững và hiệu quả. Hãy liên hệ với AGS Tech để được tư vấn chi tiết về các giải pháp drone khai thác mỏ phù hợp với nhu cầu của bạn.

Thông tin liên hệ:

• Địa chỉ trụ sở chính: 14 Trần Hưng Đạo, Hoàn Kiếm, Hà Nội, Việt Nam.
• Đường dây nóng: 07 9988 5588
• Trang web:  https://agstech.vn/
• Facebook:  https://www.facebook.com/AGSTechViệt Nam
• Email: contact@agstech.vn